Relazione idraulica per dimensionamento dei sistemi di smaltimento per nuovo parcheggio presso Pusterla 1880 s.p.a.

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1 Incarico: Relazione idraulica per determinazione delle portate di pioggia e dimensionamento dei relativi sistemi di smaltimento delle precipitazioni dalle superfici scolanti del nuovo parcheggio. Committente: Pusterla 1880 s.p.a. - Via Pusterla 4 - Venegono Inferiore (VA) Relazione idraulica per dimensionamento dei sistemi di smaltimento per nuovo parcheggio presso Pusterla 1880 s.p.a. Riferimento pratica: AL Nota di Revisione : Revisione 2 Tecnico redattore: Ing.Paolo Nardello Data : 24 Novembre 2015 Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 1

2 Relazione idraulica per determinazione delle portate di pioggia e dimensionamento dei relativi sistemi di smaltimento delle precipitazioni dalle superfici scolanti del nuovo parcheggio presso Pusterla 1880 s.p.a. PREMESSA: Il sottoscritto Dott. Ing. Paolo Nardello, con studio in Varese in Via Arconati n 31, iscritto all Albo degli Ingegneri della Provincia di Varese al n 2282, è stato incaricato dalla società Pusterla 1880 s.p.a, per la determinazione delle portate di pioggia e dei relativi sistemi di smaltimento delle precipitazioni dalle superfici scolanti, in merito al previsto intervento per la realizzazione di nuovi parcheggi per dipendenti, presso il proprio sito produttivo di Venegono Inferiore. Il nuovo parcheggio si comporrà di una porzione esistente, che risulta già fornita di un proprio sistema di drenaggio e di una porzione in ampliamento, identificata in colore rosso, a livello del mappale 1299, nella tavola progettuale "3" a firma del progettista Arch.Richard Bay. Da tale tavola, si desume come la superficie in ampliamento, per la quale viene calcolato il presente nuovo sistema di smaltimento delle acque, abbia una superficie di m 2. Il sottoscritto espone nella presente relazione il risultato delle elaborazioni svolte e le conclusioni finali a cui è pervenuto. ANALISI DELLA NORMATIVA VIGENTE E CONSEGUENTI INDICAZIONI PROGETTUALI La Norma inerente lo smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne, è regolata in Lombardia dal Regolamento regionale n 4 del 24 marzo Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 2

3 Tale regolamento disciplina lo smaltimento delle acque di prima pioggia e di lavaggio delle aree esterne ai sensi dell articolo 39, comma 3, del decreto legislativo 11 maggio 1999, n. 152 (Disposizioni sulla tutela delle acque dall inquinamento e recepimento della direttiva 91/271/CEE concernente il trattamento delle acque reflue urbane e della direttiva 91/676/CEE relativa alla protezione delle acque dall inquinamento provocato da nitrati provenienti da fonti agricole) e successive modificazioni e integrazioni, in attuazione dei criteri generali delll articolo 52 della legge regionale 12 dicembre 2003, n. 26 (Disciplina dei servizi locali di interesse economico generale. Norme in materia di gestione dei rifiuti, di energia, di utilizzo del sottosuolo e di risorse idriche). In realtà tale norma NON RIGUARDA TUTTE LE ATTIVITÀ INDUSTRIALI ma solo quelle descritte a livello dell'articolo 3 del Regolamento medesimo ( allegato 1 alla presente relazione). L'attività svolta dalla Cartotecnica Pusterla 1880 S.p.a., NON RIENTRA tra quelle soggette all'applicazione del citato Regolamento, e pertanto lo scarico delle acque da parcheggio non rientra tra quelli oggetto di autorizzazione provinciale. A dimostrazione ulteriore della non necessità di separazione delle acque scolanti dal parcheggio (e conseguente autorizzazione provinciale), si osserva che l'art.13 del citato regolamento, applica disposizioni particolari per le superfici scolanti a ridotto impatto inquinante, ed in particolare prevede per esse l'esenzione dall'obbligo di separazione delle acque. In tal senso, per la determinazione di tali superfici a ridotto impatto inquinante, si esprime in modo inequivocabile il settore ambiente della Provincia di Lecco, giungendo peraltro alle medesime conclusioni dell' Arpa Emilia Romagna nelle proprie Linee Guida della Direzione Tecnica Criteri di Applicazione DGR 286/05 e 1860/06 Acque meteoriche e di dilavamento LG28/DT. Il settore ambiente della provincia di Lecco riporta nelle proprie discipline su acque di prima e seconda pioggia quanto segue: "È evidente, infatti, che negli insediamenti in cui si svolgono le attività di cui all articolo 3, non tutte le superfici sono adibite alle medesime operazioni, e quelle svolte su alcune (o eventualmente anche su tutte le superfici, in casi particolari) non producono una significativa contaminazione delle acque meteoriche di dilavamento. Pertanto, l articolo 13 prevede che per gli insediamenti in cui si svolgono le attività di cui alle lettere a) e b) dell articolo 3 c. 1, sia possibile presentare la motivata richiesta di non essere assoggettati alle disposizioni del presente regolamento che disciplinano la separazione e il trattamento delle acque di prima pioggia (cfr. anche art. 9, c. 4, lett. b) e c. 5, lett. d)). In primo luogo, va sgombrato il campo da un possibile equivoco. Non si tratta di una richiesta di esenzione Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 3

4 totale dal Regolamento, ma solo dalle disposizioni dello stesso in ordine all obbligo di separazione e trattamento delle acque di prima pioggia. Tanto è vero che il comma 3 dell articolo 13 in parola, prevede, comunque, che venga rilasciata autorizzazione allo scarico per le acque di prima pioggia nei casi in parola, ma senza prescrivere separazione e trattamento di tali acque. In secondo luogo, va segnalato che il regolamento stabilisce che l esenzione dall obbligo di separazione e trattamento delle acque di prima pioggia si può applicare solo nel caso degli insediamenti dove si svolgono le attività di cui alle lettere a) e b) dell articolo 3 c. 1. Francamente appare discutibile la mancata estensione dell articolo anche alle attività di cui alle lettere c) e d), dal momento che anche in queste vi possono essere superfici a ridotto impatto inquinante sulle acque meteoriche. Considerando, comunque, l applicazione di tale articolo, si può ritenere che vi siano alcune tipologie di aree a cui sicuramente la disposizione risulta applicabile senza particolari approfondimenti. In questa tipologia rientrano : a) le superfici scolanti degli insediamenti esclusivamente adibite a parcheggio dei veicoli dei dipendenti ; b) le superfici scolanti degli insediamenti dove non sono previsti stoccaggi di materie prime e/o rifiuti e dove avviene al limite il solo transito (e non il carico e lo scarico) dei mezzi aziendali (che ovviamente deve avvenire nel rispetto delle norme sul trasporto). Risulta evidente che il parcheggio oggetto della presente relazione, rientra proprio tra le superfici di cui sopra e pertanto non sarebbe stato comunque soggetto all'obbligo di separazione delle acque. Sarà pertanto previsto, per lo smaltimento delle acque meteoriche ricadenti sui parcheggi, un sistema di vasche a tenuta atte al recupero delle acque piovane ai fini irrigui come suggerito dal vigente P.G.T di Venegono Inferiore, le acque successivamente verranno inviate ad opportunamente dimensionati pozzi perdenti. VALUTAZIONE DEGLI AFFLUSSI METEORICI Per il calcolo della valutazione degli afflussi meteorici, si è fatto riferimento ai parametri "a" ed "n", della curva di possibilità pluviometrica, desunti dal Piano Stralcio per l Assetto Idrogeologico (PAI) e dalla Direttiva sulla piena di progetto da assumere per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idraulica, allegato 3 Distribuzione spaziale delle precipitazioni intense. L'area in oggetto risulta ubicata livello della cella del reticolo kilometrico "CR69", Tavola 3 del PAI. Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 4

5 Nel calcolo della portata di scarico (Q SC ) è stato assunto, come previsto dalla Norma, una precipitazione con Tempo di ritorno Tr= 20 anni. In base al citato allegato è stato ottenuto il valore di a20, pari a 64,24 e n20 pari a 0,244. Con tali valori è possibile calcolare l'altezza massima probabile di precipitazione (mm) associata ad un dato tempo di ritorno T R ( anni ) relativo ad un evento meteorico di durata t ( ore). h ( T r ) = a (T r ) * t n(tr) nel nostro caso considerando un evento meteorico intenso della durata usuale per precipitazioni intense di 15 minuti (0,25 ore) avremo: h= 64,24 * 0,25 0,244 = 45,80 mm da cui i = 45,80/ 0,25 = 183,21 mm/h DIMENSIONAMENTO DEI POZZI PERDENTI Il dimensionamento dell impianto di infiltrazione, viene eseguito confrontando le portate in arrivo al sistema (quindi l idrogramma di piena di progetto) con la capacità d infiltrazione del terreno e con l eventuale volume immagazzinato nel sistema; tale confronto può essere espresso con l equazione di continuità, che rappresenta il bilancio delle portate entranti e uscenti nel mezzo filtrante. L equazione differenziale di continuità risulta essere la seguente: Q e (t) Q u (t) = dw(t) / dt in cui: Q e (t) è la portata, nota o predeterminata, in ingresso ai sistemi filtranti all istante generico (t); essa dipende sia dall evento meteorico considerato che dalle caratteristiche del bacino e della rete di drenaggio a monte della vasca stessa; Q u (t) è la portata in uscita; essa è, in generale, variabile nel tempo e dipende dalle caratteristiche geometriche dei pozzi, e dalle condizioni di permeabilità del circostante terreno; Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 5

6 W(t) è il volume invasato nei pozzi all istante t; La legge d efflusso che governa l uscita dai pozzi è la seguente: Q u (t) = Q u (t, h(t)) Nel nostro caso il volume di acqua che entra nei pozzi, per effetto di una pioggia di durata t sarà pari a : W e = S * a n dove è il coefficiente di afflusso costante del bacino drenato a monte dei pozzi, tale coefficiente viene assunto pari a 0,90, dalla letteratura si desume tale valore, quale valore massimo per un tempo di ritorno di 20 anni (a favore di sicurezza idraulica). Nello stesso periodo tempo il volume uscito pozzi sarà pari a : W u = Q u * La capacità d infiltrazione, può essere stimata in prima approssimazione attraverso la relazione di Darcy: Q f = k J A con: Qf = portata infiltrata [m3 /s] k= coefficiente di permeabilità [m/s] J = cadente piezometrica [m/m] Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 6

7 Af = superficie netta d infiltrazione considerata E' evidente che nel nostro caso, con soli sistemi filtranti, Q f = Q u. La valutazione del volume statico filtrante è stata condotta sulla base di determinate ipotesi di tipo geologico, basandosi relazione geologica di supporto alla progettazione redatta dal dott.fabrizio Salina: In base a detta relazione i terreni presentano le seguenti caratteristiche: - Dal piano campagna fino ad una profondità di circa 2,70/-3,60 m, si ha uno strato, presente con continuità su tutta l area, composto da materiali di riporto o rimaneggiati, costituiti da sedimenti limoso-sabbiosi debolmente ghiaiosi e con occasionali ciottoli seguiti da terreni probabilmente naturali a granulometria limoso-sabbiosa con ghiaie maggiormente presenti e ciottoli, a formare una lente o un sottile livello in corrispondenza dell orizzonte tra 0,3 e 1,2 m dal p.c. esistente. - Da 2,70/-3,60 m circa a 4,20/-6,30 m circa, si ha un livello (B) costituito da ghiaie in matrice sabbioso-limosa. Questo assetto litostratigrafico presenta quindi terreni con coefficiente di permeabilità medio-alto (da 5*10-4 a 1*10-3 m/s), come desunto dalla seguente analisi condotta dal geologo: Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 7

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9 Operando a favore di sicurezza di decide di assumere quale coefficiente di permeabilità K, il peggiore tra i due predetti valori, e pertanto si assumerà : K = 1 * 10-3 m/s Per i pozzi disperdenti, la portata Q f può essere calcolata anche con la seguente formula, (Sieker, 1984) dove la precedente formula di Darcy assume l'espressione: Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 9

10 essendo K la sopra calcolata permeabilità, mentre il termine fra parentesi rappresenta la cadente in cui compare l altezza z dello strato drenante del pozzo, il dislivello L fra il fondo del pozzo ed il sottostante livello di falda. L effettiva area drenante del pozzo A f è assunta come un anello di larghezza z/2 attorno alla base del pozzo. Non si considera la base drenante del pozzo, per tenere conto della sua possibile occlusione. Nel nostro caso si suppone la realizzazione di pozzi perdenti aventi le seguenti caratteristiche: - Diametro del pozzo = 200 cm - Altezza complessiva del pozzo = 300 cm - Altezza z della porzione drenante = 250 cm - Dreno attorno a pozzo = 75 cm Pertanto data la profondità della quota di falda, a circa 4 metri dal fondo del pozzo avremo come cadente piezometrica: J = L z z L 2 4 2,5 2, ,23 Af = (2,00+1,25+1,25) 2 * / 4-2,00 2 * / 4 = 12,75 m 2 Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 10

11 avremo quindi come portata uscente : Qf = 0,001 m/ sec * 12,75 m 2 * 1,23 = 0,015 m 3 /sec = 15,00 litri /secondo Nel nostro caso prevediamo l'utilizzo di n 3 pozzi perdenti, Pertanto la Q u sarà pari a: Q f x 3 = 45,00 litri/sec Il Volume invasato ad una dato tempo sarà dunque pari a : W = W e - W u = S * a n - Q u * La superficie di collettamento S, come visto in premessa presenta un superficie di m 2, pari a 0,2211 ha. Stanti i paramenti "a" ed "n", definiti al punto precedente, la portata in uscita pari a 15 litri/sec, la formula (1.0) precedente assume la seguente forma: W = W e - W u = 10S * a n - 3,6 Q u * attraverso il calcolo analitico, dove viene espresso in ore ( o frazioni di ora), è possibile determinare l'istante ( T 0 ) che massimizza la precedente formula (1.1). Si avrà in particolare: T 0 = 1 3,6Q n1 10nSa pari a 7 minuti. =,6* 45,00 10 * 0,244 * 0,2211*0,90 *64, ,756 = 5,19-1,32 =0,11 ore ossia Inserendo tale valore di 0,11 ore nella formula (1.1) si ottiene la dimensione necessaria del volume utile del sistema pozzi, dove il V utile totale è costituito dal volume proprio del sistema di pozzi con la capacità d immagazzinamento del terreno drenante. Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 11

12 In base ad un semplice foglio di calcolo in grado di esplicitare la precedente espressione 1.1 a passi temporali otterremo: ORE We in Mc Wu in Mc W in Mc 0 0, ,1 72,88 16,2 56,68 0,11 80,98 17,82 63,16 0,2 93,69 32,4 61,29 0,3 103,44 48,6 54,84 0,4 110,96 64,8 46,16 0,5 117, ,17 0,6 122,50 97,2 25,30 0,7 127,19 113,4 13,79 0,8 131,41 129,6 1,81 0,9 135,24 145,8-10, , ,24 1,5 153, , , ,67 2,5 173, , , ,58 3,5 188, , , ,39 4,5 200, , , ,50 5,5 210, , , ,15 Il sistema di pozzi dovrà pertanto avere un volume drenante di almeno 63,16 m 3. Nel nostro caso ciascun pozzo perdente, andrà riempito attorno con uno spessore di 75 cm di ghiaione, per cui il volume disperdente risulta pari a : V = h pozzo x ( d pozzo + 2 * spessore dreno ) 2 * / 4 = 2,5 x ( 2,00 + 1,50 ) 2 * / 4 = 24,00 m 3. Onde contenere il previsto volume, si progettano pertanto 3 sistemi di pozzi perdenti da 24,00 m 3 avendo così : 24,00 m 3 * 3 pozzi = 72,00 m 3 > 63,16 m 3 Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 12

13 DIMENSIONAMENTO DELLE LINEE IN INGRESSO ALLE VASCHE A TENUTA Dalle analisi effettuate al punto precedente viene desunta la portata con tempo di ritorno a 20 anni, con l'usuale formula del metodo cinematico: La portata è espressa in m 3 / sec mentre "S" è espressa in ettari ed " i" in mm/h. Nel nostro caso avremo : Q = 0,90 x 183 x 0,2211 / 360 da cui Q m = 101 litri / secondo Ogni pozzo a tenuta raccoglie una superficie pari a 1/3 della totale e quindi una portata pari a : Q des = 34 litri / sec, da cui con un semplice programma di calcolo, valutando un riempimento della sezione pari al 60%, si può notare risulti sufficiente una tubazione in ingresso alla vasca a tenuta da 20 cm di diametro in PEAD. Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 13

14 SCHEMA DESCRITTIVO DEL SISTEMA DI DRENAGGIO - CONCLUSIONI Il sistema di drenaggio viene planimetricamente schematizzato dalla tavola 2C del progetto dell'arch.richard Bay, in base alle risultanze del presente studio idraulico. L'area di parcheggio oggetto di ampliamento, è stata suddivisa in 3 settori di pari ampiezza, convoglianti ciascuno le acque, attraverso opportune caditoie, in una vasca a tenuta (una per ognuno dei 3 settori). Le tubazioni di adduzione alla vasca a tenuta saranno, secondo dimensionamento di cui al punto precedentemente, in Polietilene alta densità ( Pead ), di diametro 200 mm. Secondo l'usuale prassi, la vasca a tenuta ad uso irriguo, viene considerata come piena al momento dell'evento meteorico eccezionale, pertanto il volume della fossa, non viene computato nel calcolo dei volumi di volanizzazione. La vasca avrà sezione analoga alla seguente, con altezza 200 cm e diametro 150 cm. Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 14

15 La vasca, verrà collegata al pozzo perdente mediante tubazione in Pead di spessore 200 mm. Il pozzo perdente, che dovrà avere attorno uno spessore medio di ghiaione di 75 cm, avrà le seguente sezione: L'altezza della porzione drenante sarà pari a 250 cm, mentre il diametro interno del pozzo sarà a 200 cm. Alla base il piano di posa, sarà costituito da calcestruzzo con dosaggio di cemento di 200 Kg a mc. In tutti i precedenti calcoli non è mai stata calcolata la base del pozzo come disperdente, pertanto si consiglia la costruzione di un basamento in calcestruzzo, per minimizzare i rischi di assestamento dei pozzi perdenti. Quanto sopra ad evasione dell'incarico ricevuto. Varese 24/11/2015 Il professionista Via Arconati n Varese Tel./Fax info@studionardello.com 15